Geum.ru

Концепция комплексного развития теплового хозяйства г. Донецка 2005 2010 2020 гг. (Основные положения)

Вид материалаДокументы

Содержание


5.Тепловые сети
6. Топливно-энергетический баланс. Тенденции, направления развития техники, технологии и организации теплогенерации
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

5.Тепловые сети


Качество тепловых сетей во многом определяет стоимость теплоснабжения. Следует отметить, что отсутствие постоянного государственного контроля за состоянием сетей привело к утрате объективности в оценках фактических потерь тепла. Приводимые в публикациях «страшилки», оценивающие потери в 50…70% вряд ли соответствуют действительности.

Весьма вероятно, что этой информацией вообще никто не обладает, ибо такую информацию можно получать или в результате проведения инструментальных наблюдений, или расчетным путем, предполагающим определение потерь как функцию от состояния трубопроводов.

То обстоятельство, что при расчете тарифов на отопление на плановый год не находят отражения данные о снижении потерь при фактически выполненных объемах работ по замене труб в отчетном году, во многом информативно. Возникают основания предполагать, что эта информация подменяется комментарием о плохом (очень плохом, бедственном) состоянии тепловых сетей, имеющем в виду аварийное состояние некоторых участков сети, и вопрос об объеме трубопроводов, нуждающихся в ремонте, определяется частотой аварией на этих участках. То есть, речь идет не о снижении потерь тепла, а о содержании сетей в работоспособном состоянии.

Для реализации Концепции необходима информация о состоянии тепловых сетей, как с точки зрения их технического состояния для определения объемов плановых замен, так и оценки физических объемов потерь тепла в базовом периоде для расчета теплового баланса, а также оценки потенциальных финансовых возможностей владельца основных фондов для их обновления и доведения потерь до нормативных значений.

Как уже отмечалось, Концепция должна определить стратегию развития теплового хозяйства города, а это можно сделать при наличии достоверной информации о базовом состоянии сетей и величине фактических теплопотерь.

Для определения общей потребности города в тепловой энергии можно пойти простым путем: задаться нормативом потерь, соответствующим мировым достижениям, ориентируясь на их достижения, допустим, к 2015–2020 гг. Однако, определив таким образом целевые ориентиры, не зная фактического состояния сети, невозможно разработать программу действий, а тем более отслеживать результаты ее осуществления не в километрах замененных труб, а снижением потерь в Гкал.

Работы по реконструкции, модернизации тепловых сетей преследуют две основные цели: снижение теплопотерь и повышение срока службы трубопроводов. Мировой практикой освоены и активно применяются различные способы и средства, технологии, материалы, обеспечивающие совместное достижение поставленных целей.

При реализации Концепции должно быть уделено особое внимание этим вопросам, поскольку их решение, как свидетельствует мировой опыт, способно перевести экономику теплоснабжения на качественно новый уровень.

Существует и более радикальный метод решения проблем теплосетей – их решительное сокращение при переходе на автономное теплоснабжение. Это самый радикальный и эффективный путь, в принципе снимающий с повестки дня вопрос о содержании теплотрасс и всех связанных с этим проблем и затрат.

Долгие споры, неприятие этого направления развития теплового хозяйства не содержат серьезных аргументов против автономных систем теплоснабжения.

По умолчании «яблоком раздора» являются два принципиальных вопроса:
  • каков разумный, экономически обоснованный уровень централизации теплового хозяйства города;
  • в чьих руках будут находиться автономные системы теплоснабжения, какова будет стоимость тепла, удастся ли конкуренция с ними централизованной системе теплоснабжения и к каким последствиям приведет демонополизация теплового хозяйства.

Выводы.

1. Необходимо разработать подходы, методы, организационные пути решения задачи по объективизации данных о тепловых коммуникациях. При решении этой задачи следует признать приемлемыми и работоспособными подходы, обеспечивающие точность расчетов в пределах ±10%.

2. Процесс модернизации тепловых сетей длительный и дорогостоящий. Необходимо создать электронную версию топологии сети, иметь полную характеристику ее элементов и предусмотреть механизм актуализации этой базы. Это должна быть единственная база данных, которая контролирует в реальном масштабе времени состояние сети и исчисляет ее теплотехнические характеристики в Гкал потерь, устанавливает, таким образом, эффективность вложенных денежных средств.

3. Необходимо разработать систему прогрессивных нормативов, определяющих уровень характеристик, которые должны быть достигнуты при проведении ремонтных работ и плановых заменах. Разработать предложения по организации государственной структуры, контролирующей качество работ и достигнутые результаты, особенно по защите труб от коррозии, тепловой защите, сроку службы коммуникаций.
  1. Принять меры по недопущению любых работ по совершенствованию теплокоммуникаций, не соответствующих нормативным требованиям.



6. Топливно-энергетический баланс.

Тенденции, направления развития техники, технологии и организации теплогенерации


Цель разработки топливно-энергетического баланса города заключается в согласовании количества необходимого городу тепловой энергии с возможностями города в энергоресурсах (газ, уголь, электроэнергия). Результатом расчетов должно стать определение потребного объема энергоресурсов в целом и в структуре энергоносителей.

Задача оптимизационная и формулируется следующим образом: определить структуру энергоносителей, необходимых и достаточных для удовлетворения потребностей города в тепловой энергии, обеспечивающих минимизацию затрат на энергоносители при ограничении количества вредных выбросов в атмосферу. При этом по причинам, изложенным ранее, расход угля и газа не должен превышать величин фактического расхода в 2004 г. Расход электроэнергии не должен превышать величин фактических «провалов» в ночное время суток, сезонных колебаний. В такой постановке удастся избежать неопределенности, связанной с решением задачи в отдельно взятом городе.

Решение поставленной задачи позволит оптимизировать (минимизировать) затраты на производство тепловой энергии при сложившейся структуре, типах оборудования, производственных мощностях.

Учитывая, что Концепция разрабатывается на длительную перспективу, имеет смысл расширить постановку задачи, рассмотрев в вариантной постановке целесообразность и эффективность использования наряду с существующими современных, более эффективных средств теплогенерации, включая нетрадиционную технику, а также оборудование, ориентированное на использование возобновляемых источников энергии и др.

Необходимо проанализировать и подготовить предложения по привлечению новых видов энергии, развитию новых технологий, организационным и законодательным мерам, выводящим на уровень высокой экономической эффективности и оправданности широкое использование децентрализованных источников энергии – источников распределенной генерации в направлениях:

●глубокая утилизация теплоты отходящих технологичесх газов и вод, низкопотенциального тепла ветиляционных газов и канализационных вод, земли;

● разработка и внедрение систем автономного энергообеспечения изолированных потребителей, включая новые способы аккумулирования энергии;

● использование метана, биомассы бытовых и др. отходов, солнечной энергии;

● использование когенерации (совместного производства тепла и электроэнергии);

● широкое применение тепловых насосов, гидродинамических нагревателей, солнечных коллекторов, ветроустановок с вертикальной осью вращения и др. технических средств альтернативной энергетики, их комбинированное использование;

● системы для объектов, требующих бесперебойного энергообеспечения при повышенных требованиях к надежности и др.

При решении оптимизационной задачи следует принять во внимание и руководствоваться следующими соображениями: абсолютная, теоретическая эффективность той или иной техники не является основанием для включения ее в вариантную проработку. Абсолютной может быть эффективность способа производства тепла, используемого вида энергии и др. в сравнении с аналогами в сопоставимых условиях. Ни один из видов техники не может рассматриваться как панацея.

Эффективность техники проявляется в ограниченной, определенной области применения со специфическими условиями, обусловливающими его рациональное применение.

По этой причине в данном разделе воздержимся от конкретных рекомендаций и ограничимся анализом тенденций развития теплогенерирующей техники.

Традиционно поддерживается и совершенствуется котельное оборудование на твердом, жидком и газообразном топливе. В основном работы направлены:
  • на повышение кпд, надежности, безопасности;
  • на повышение уровня автоматизации, управляемости процесса производства;
  • на снижение вредных выбросов в атмосферу.

Принципиально эта техника по многим параметрам исчерпала свои возможности, хотя и является самой массовой.

Следует отметить, что в ряде случаев данная техника незаменима, и на новом витке развития среди средств, предназначенных для организации автономного отопления, конкурирующих аналогов не имеет. Котлы на традиционных видах топлива большой мощности как основа для централизованной организации теплообеспечения традиционно занимает свою нишу, имеет право на жизнь и в обозримой перспективе.

Новые перспективные направления первоначально имели целью устранение тепловых сетей и удешевление отопления. В качестве энергоносителей использовали и традиционные уголь, газ, мазут. В связи со специфической областью их применения (коттеджи, здания малого объема) и повышенными требованиями к технологической безопасности их популярность стала снижаться, объем продаж падать.

В свете этого развитие получили два направления, использующие в качестве теплоносителя электрическую энергию. Унаследовав преимущества автономных систем отопления, главное внимание было направлено на повышение их кпд, а также на разработку систем автоматики, обеспечивающей высокий сервис в эксплуатации.

Самым высоким достижением стало производство оборудования, производящего тепло нетрадиционными методами. Применительно к ним понятие кпд утратило прежнюю значимость и трансформировалось в «коэффициент прямого преобразования электрической энергии в тепловую». Достигаемые при этом коэффициенты преобразования от 0,95…0,97 (нагреватели кавитационного типа) до 3…5 (тепловые насосы) по эффективности и себестоимости тепла делают их недосягаемыми для других типов оборудования. Причем и то и другое оборудование многофункционально. Тепловые насосы производят тепло и холод. Гидродинамические нагреватели украинского производства (они не имеют аналогов в мире) с полным основанием относятся к категории высокой технологии. Производя тепло, они одновременно осуществляют бактериологическое обеззараживание воды, предотвращают образование солевых отложений на стенках сосудов (трубах) и т.д.

Особое место по перспективности занимает когенерационное оборудование, работающее на альтернативном повторном топливе и производящее тепло и электроэнергию одновременно. В качестве топлива используются газы: химического производства, коксовый; газ, образуемый на мусорных свалках, коллекторах сточных вод и др.

Большое развитие получили работы, связанные с утилизацией низко- и высокопотенциального технологического тепла, как правило, выбрасываемого в атмосферу, его преобразование в кондиционное, пригодное для отопления и горячего водоснабжения.

При реализации Концепции необходимо включить в рассмотрение как существующее оборудование, так и альтернативное, особенно использующее бросовое тепло, когенерационную технику, нетрадиционные теплогенераторы; предусмотреть использование возобновляемых источников тепла. Для этого необходимо, во-первых, изучить область их применения и эффективность; во-вторых, определить наиболее удобные, конкретные места их установки, приближенные к источнику энергии и предусматривающие сокращение протяженности теплокоммуникаций.

Возможности и эффективность новых средств теплогенерации, основанные на повторном использовании энергии, утилизации промышленного тепла приведет к пересмотру точки зрения на специализацию многих предприятий. Так, поставщиком (производителем) тепловой энергии могут стать предприятия горводоканала. В прокачиваемой в городских, районных водоводах вода обладает огромным количеством низкопотенциального тепла. Диверсифицировав свое производство, они могут организовать на пути следования водовода теплопункты, оснащенные тепловыми насосами и продавать тепло, горячую воду, кондиционированный воздух по ценам в 2…4 раза ниже существующих.

Следует пересмотреть точку зрения и на шахту, как на предприятие по добыче угля. Угольные предприятия, и это с успехом доказала шахта им. Засядько, являются предприятиями по добыче угля, газа, производству тепла и электроэнергии.

Точно так же, как предприятия горводоканала являются обладателем низкопотенциального тепла, таким же обладателем энергии является любая шахта, ибо в воде и в воздухе, выдаваемых из шахты содержится низкопотенциальное тепло, имеющее коммерческую потребительскую стоимость.

В регламенте реализации Концепции промышленные предприятия города должны быть изучены с точки зрения их повторного (попутного) энергетического потенциала. Это огромный и дешевый по стоимости резерв, использование которого может принципиально изменить топливно-энергетический баланс города, значительно снизить затраты на приобретение энергоресурсов.

При реализации Концепции следует рассмотреть целесообразность и возможность проведения энергоаудита в пределах города, районов и отдельных предприятий.

Выводы. 1. Составление количественного теплового баланса является одной из ключевых проблем реализации Концепции.